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基于扰动估计技术和滑模理论的AFS/DYC集成控制策略研究
| 论文题名： | 基于扰动估计技术和滑模理论的AFS/DYC集成控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;主动前轮转向;直接横摆力矩控制;滑模控制;观测器 |
| 摘要： | 在电动汽车迅速发展的今天，车辆行驶环境日渐复杂，交通事故时有发生，车辆的主动安全越来越受到关注。在本文中，以主动前轮转向系统，以及主动前轮转向与直接横摆力矩集成系统为研究对象，设计控制策略及算法以提高车辆行驶时的安全稳定性。 一方面，为了减少复杂路况下内部不确定性和外部干扰对主动前轮转向系统的不良影响，提出了两种无抖振离散时间滑模控制器。在此研究中，首先构造了一个Lunberger观测器来估计质心侧偏角，并提出了一种基于二自由度模型的调参方案方案，以减少计算量。在此基础上，提出了基于延迟扰动估计的无抖振离散滑模控制器。接着，将一阶扰动差分项引入控制律来减小扰动估计误差。此外，为了进一步提高控制精度，构造了广义比例积分观测器并从代数方程角度给出了稳定性证明。然后，以此观测器的扰动估计值为前馈进一步改进了无抖振离散滑模控制器，提高了控制性能。最后，借助Carsim和Matlab/Simulink，将PI控制器与所提出的控制器做了对比分析，验证了所提算法的有效性。 另一方面，由于主动前轮转向系统在极限路况下效果不佳，提出了一种基于类PID扰动观测和超螺旋滑模的主动前轮转向和直接横摆力矩集成控制策略。在此研究中，首先受启发于非线性扩张状态观测器，提出了类PID扰动观测器，以更好的追踪扰动，从而为控制器提供更准确的扰动前馈信息，减少控制器的抗扰负担。并从频域的角度对比分析了类PID扰动观测器与非线性扩张状态观测器在线性工作区域的各项性能。在此基础上，提出了基于超螺旋滑模的主动前轮转向和直接横摆力矩集成控制器，并给出了稳定性分析。进一步地，借助二自由度模型，将极限横向加速度转换成极限前轮转角，实现了车辆极限状态与主动前轮转向系统输出的直接关联。并以此为基础，设计了集成控制权重分配方案。最后，为了验证所提集成控制策略的优势，通过Carsim和Matlab/Simulink联合仿真，将其与主动前轮转向单独控制做了对比分析，结果显示集成控制策略能在极限路况下更好的保证车辆的安全稳定性。 |
| 作者： | 朱雨成 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 马莉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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